DE4232485C2 - Optisches Gerät zur Messung von Winkeln an einem Kfz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Detail eines Kfz-Navigationssy­ stemes. Die Erfindung betrifft nämlich das Problem, eine in einer Kapsel angebrachten Erdmagnetfeldsonde, die bereits an oder in einem Kfz angebracht ist, präzise zu vermessen, nämlich vor allem dann den in horizontaler Richtung gegebe­ nen Orientierungswinkel zwischen einerseits der Kfz-Längs­ achse und andererseits der "Hauptachse" der Magnetfeldsonde zu messen - diese Hauptachse der Magnetfeldsonde wird hier als identisch betrachtet mit der Hauptachse der Kapsel die­ ser Magnetfeldsonde. Letztere kann wegen der Konstruktion der Magnetfeldsonde im Kfz oft nicht ohne weiteres parallel zur Kfz-Längsachse ausgerichtet werden. Dann müssen die Fehlausrichtung gemessen und die Sondensignale entsprechend korrigiert werden.

Der konstruktive Aufbau, die Eichung, der Betrieb und be­ sondere Anwendungen von zur Kfz-Navigation geeigneten Erd­ magnetfeldsonden sind für sich seit langem bekannt, vgl. z. B.

• - EP-B1-0 065 579 (= 79 P 2415 E),
• - EP-B1-0 065 762 (= 81 P 6886 E),
• - EP-B1-0 067 337 (= 81 P 6896 E),
• - EP-B2-0 067 338 (= 81 P 6897 E) und
• - EP-B1-0 135 933 (= 83 P 1784 E).

Die Genauigkeit der Navigation mittels einer horizontal ausgerichteten Erdmagnetfeldsonde - oder einer sonstigen Erdmagnetfeldsonde, bei der aber vor allem die horizontale Feldkomponente ausgewertet werden soll - hängt nicht nur von Magnetfeldstörungen im Kfz durch magnetische Teile, durch die Heckscheibenheizung und Scheibenwischermotore ab; - solche Meßfehler kann man relativ gut im Rahmen einer langsamen Kreisfahrt mit dem Kfz ermitteln und durch eine entsprechende elektronische Korrektur der Sondensignale weitgehend korrigieren.

Die Genauigkeit der Navigation hängt vor allem auch von der Bekanntheit des genannten Orientierungswinkels ab sowie von den Genauigkeit eines zur Magnetfeldsonde gehörenden Aus­ werteorgans - z. B. eines zugehörenden Mikrocomputers ein­ schließlich seines in ihm gespeicherten Auswerteprogrammes. Weil solche Auswerteorgane, z. B. ein entsprechend program­ mierter Mikrocomputer, aber i. allg. nicht viel Aufwand er­ fordern damit sie nahezu beliebig genau arbeiten, hängt die Genauigkeit der Navigation vor allem davon ab, wie genau der Orientierungswinkel gemessen und als Korrekturwert in das Auswerteorgan eingegeben wurde. Nur dann kann die je­ weilige Fahrtrichtung mittels dieses Organs möglichst prä­ zise ermittelt werden. Z.B. hat eine Abweichung des Orien­ tierungswinkels um ±1° auf 1 km Entfernung bereits einen Meßfehler entsprechend einer seitlichen Versetzung um mehr als ±17m zur Folge.

Die Genauigkeit der Navigation hängt aber weniger von der Präzision ab, mit der die horizontale Ausrichtung der Sonde als solche eingehalten ist. Eine leichte Schräglage der Sonde, z. B. um 7° Neigung gegen eine horizontale Fahrbahn, hat nämlich vergleichsweise wenig zusätzlichen Einfluß auf den genannten Meßfehler nach 1 km Fahrt, wie eingehende Un­ tersuchungen zeigten - obgleich sich durch solche vertikale Winkelkomponenten bedingte Navigationsfehler bei ausgepräg­ ten Berg- und Talfahrten vor allen in Ost- oder Westrich­ tung schon deutlich bemerkbar machen können.

Wenn also die Magnetfeldsonde einigermaßen genau waagrecht, also parallel zum Boden, im oder am Kfz befestigt wurde, und zwar z. B. unter dem Dach, oder an der Radioantenne, oder an einer der verschiedenen Scheiben - z. B. angenä­ hert in der Mitte zwischen dem inneren Rückspiegel und dem rechten oberen Eck der Frontscheibe, um den Einfluß der Heckscheibenheizung, des Scheibenwischermotors, der Magnete der in der Armaturentafel angebrachten Anzeige­ instrumente und vieler anderer Störer einigermaßen zu minimieren, dann hängt die Präzision der Navigation mittels einer sol­ chen Sonde besonders davon ab, wie genau jener Orientie­ rungswinkel vermessen werden kann.

Üblicherweise wird bisher dieser Orientierungswinkel gemes­ sen, indem man mit dem Kfz, sobald die Sonde am oder im Kfz angenähert genau waagrecht orientiert befestigt ist, eine möglichst gerade, lange, geprüfte Meßstrecke durchfährt, die z. B. mehrere 100 m oder 1 km lang ist und möglichst we­ nig von Starkstromleitungen, Betonarmierungen und anderen magnetischen Störungungsquellen beeinflußt ist. Dies erfor­ dert nicht nur die Existenz einer solchen Meßstrecke in der Umgebung, wobei auch die magnetischen Störungen dieser Meß­ strecke bekannt sein sollen. Es erfordert auch einen erheb­ lichen Zeitaufwand. Überdies werden solche Meßstrecken recht oft durch Neubauten, abgestellte Kfz usw. ständig mehr oder weniger verändert und damit ungleichmäßig ge­ stört, so daß man sich mitunter sogar neue geeignete Meß­ strecken suchen muß, die dann oft in noch weiterer Entfer­ nung als bisher liegen. Die Erfindung vermeidet es, zur Messung des Orientierungswinkels eine solche gerade Meß­ strecke zu benötigen.

Die Erfindung geht von dem im Oberbegriff des Patentanspru­ ches 1 definierten Gegenstand aus, der in vielen Kfz-Werk­ stätten verwendet wird, vor allem um die Einstellung der Scheinwerfer zu kontrollieren. Der betreffende Gegenstand ist dort also ein Kfz-Scheinwerfer und das Linsengebilde ist dort mit einer Skala ausgestattet, auf der die Schein­ werfereinstellung ablesbar ist, - wobei dort allerdings vor allem der vertikale Winkel zwischen dem Werkstattboden und der Achse des Lichtkegels des Scheinwerfers gemessen wird, weniger die horizontale Komponente des Winkels zwischen der Kfz-Längsachse und der Achse des Lichtkegels. Bei der Er­ findung interessiert aber, wie bereits betont, in erster Linie jener in horizontaler Richtung gegebene Orientie­ rungswinkel, weniger eine zusätzlich vorhandene vertikale Komponente der Abweichung der Richtung der Magnetfeldson­ denachse von der Richtung der Kfz-Längsachse.

Die Aufgabe,

• - mittels eine Spezialgerätes mit wenig Aufwand an Mate­ rial und Zeit rasch eine besonders präzise Messung des Orientierungswinkels auf engstem Raume - z. B. selbst im Bereich einer kleinen Werkstatt - durch eine einfach erreichbare Ablesung dieses Orientierungswinkels unmittelbar an der betreffenden, in einem linearen Maßstab markierten Skala zu ermöglichen,

wird erfindungsgemäß durch den im Patentanspruch 1 defi­ nierten Gegenstand gelöst.

Die in den Unteransprüchen definierten Gegenstände gestat­ ten, zusätzliche Vorteile, vor allem eine noch präzisere Messung des Orientierungswinkels mit jeweils besonders we­ nig Aufwand zu erreichen. U.a. gestatten nämlich die zu­ sätzlichen Maßnahmen gemäß dem Patentanspruch
2 und 3, zwei grundsätzlich verschiedene Varianten zu bie­ ten, mit denen unter wenig Aufwand rasch die Orientie­ rung der Kapsel und damit der Sonde, bezogen auf die Kfz-Achse ermittelt werden kann,
4, mit wenig Aufwand rasch eine besonders präzise Messung des Orientierungswinkels durch eine rasche, einfach er­ reichbare Bestimmung besonders der Richtung der jewei­ ligen Kfz-Längsachse zu ermöglichen,
5, mit wenig Aufwand rasch eine besonders präzise Messung des Orientierungswinkels auf einfache Weise nahezu par­ allaxenfrei zu ermöglichen, wobei von Fahrzeug zu Fahr­ zeug der Befestigungsort, an dem die Sonde am oder im Kfz befestigt ist, unterschiedlich gewählt sein darf, wobei also nicht mehr zuvor ein fahrzeugtypisch be­ stimmter Befestigungsort für die Magnetfeldsonde fest­ gelegt sein muß,
6, mit wenig Aufwand rasch eine besonders präzise Messung des Orientierungswinkels durch eine einfach erreichbare Ablesung dieses Orientierungswinkels unmittelbar an der betreffenden, linear geeichten Skala zu ermöglichen,
7, leicht eine besonders präzise Ausrichtung des Fernrohres parallel zur Kfz-Längsachse und damit eine besonders präzise Messung des Orientierungswinkels zu ermöglichen, wobei auch ein auf dem Markt preiswert und leicht erhältliches geeignetes Fernrohr verwendet werden kann,
8, eine besonders präzise, parallaxenarme Ablesung des Orientierungswinkels erreichen zu können, und
9, eine ganz besonders präzise, besonders parallaxenarme Messung des Orientierungswinkels erreichen zu können.

Die Erfindung und Weiterbildungen derselben werden anhand der in den Figuren gezeigten Schemen eines Ausführungsbei­ spieles der Erfindung weiter erläutert, welche der Über­ sichtlichkeit wegen jeweils möglichst einfach dargestellt wurden. Dabei zeigt die

Fig. 1 eine Seitenansicht des Beispiels,

Fig. 2 eine Draufsicht auf dieses Beispiel,

Fig. 3 eine Frontansicht des Beispiels,

Fig. 4 ein Detail der einen Anschlagstelle des Beispiels,

Fig. 5 eine mit Markierungen ausgestattete, in der Ebene aus­ gebreitete Skala und

Fig. 6 eine Draufsicht auf die kreisbogenförmig gebogene, an der Magnetfeldsonde zu befestigende Skala zusammen mit dem hier fadenförmigen Zielkörper.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen also verschiedene Ansichten des erfindungsgemäß gestalteten optischen Gerätes, das zur Mes­ sung des Orientierungswinkels zwischen einerseits der Kfz- Längsachse und andererseits der Hauptachse der Kapsel G der Magnetfeldsonde dient, die in diesem Falle rechts neben dem Innenspiegel an der Frontscheibe befestigt ist. Dieses Ge­ rät enthält neben den Merkmalen der Erfindung auch Merkmale von vorteilhaften Weiterbildungen.

Das gezeigte Gerät enthält ein Gestell mit einer Querstange A, die auf dem möglichst ebenen - aber nicht unbedingt prä­ zise waagrechten - Boden M aufliegt und die gemäß der Fig. 4 eine in diesem Beispiel schräge Fläche H aufweist. Das Gestell ist so dicht an die beiden Vorderräder N des Kfz herangeschoben, daß die zwar schräge, aber ebene Fläche H zwei Anschlagstellen aufweist, mit denen sie die beiden den Werkstattboden M berührenden Vorderräder N der Vorderachse des Kfz gerade berührt.

Das Gestell enthält außerdem die zwei untereinander gleich langen, an die Querstange A senkrecht angeschweißten Ab­ standshalter I, ferner die an die Abstandshalter I ange­ schweißte U-förmige Querschiene B. Letztere ist also jeden­ falls angenähert parallel zur Querstange A, wobei diese Parallelität nicht besonders genau eingehalten werden muß. Die Querschiene B liegt ebenfalls auf dem Boden M auf, wo­ bei auf einem ihrer beiden U-Schenkel, der möglichst gerade sein soll, mittels zweier Rollen C ein Gebilde aus zwei rechtwinklig miteinander verschweißten Stützstangen K quer zur Kfz-Längsachse rollbar ist, und zwar im gezeigten Bei­ spiel unter Mitwirkung einer dritten Rolle D.

Der an die Räder N herangeschobene Teil des Gestells liegt also im gezeigten Beispiel mit den beiden Stangen A und B auf dem Boden M auf, wobei dieser Gestellteil bereits dann stabil auf dem Boden M stehen würde, wenn dieser Teil nur mit mindestens drei Auflagestellen - statt gleich mit sozu­ sagen unendlich vielen Auflagestellen längs der Stangen A und B - auf dem Boden M aufliegen würde.

An diese Stützstangen K ist ein - hier senkrechter - Fi­ xierstab E angeschweißt, der - beim Hin- und Herrollen der Stützstangen K auf der Querschiene B - quer zur Kfz-Längs­ achse bewegbar ist.

Am senkrechten, möglichst präzise geraden Fixierstab E ist in unterschiedlicher Höhe und damit in unterschiedlichen Positionen im gezeigten Beispiel ein Fernrohr F arretier­ bar, dessen Achse auf die Kapsel G der Magnetfeldsonde aus­ zurichten ist. Der in horizontaler Richtung gegebene Optik­ winkel zwischen der Achse des Fernrohres und der Kfz-Längs­ achse sollte möglichst genau vermessen sein, weil dieser Optikwinkel - je nach dem Vorzeichen, den man ihm zuordnet, zu addieren oder zu subtrahieren ist von dem Winkel, den man beim Beobachten der Kapsel G durch das Fernrohr F als den Winkel zwischen der Kapselachse und der Fernrohrachse bestimmen kann - z. B. mittels einer an der Kapsel G ange­ brachten Skala.

Am wenigsten Aufwand hat man, wenn die Kapsel G so am oder im Kfz befestigt wurde, daß diese Kapsel G - zumindest eine an ihr befestigte Skala - mit dem Fernrohr F auch dann be­ obachtet werden kann, wenn der Optikwinkel 0° beträgt, also wenn die Achse des Fernrohres F parallel zur Kfz-Längsachse justiert wurde und wenn der Fixierstab E so präzise gerade ist, daß das Fernrohr F diese parallele Justierung beibe­ hält, auch wenn das Fernrohr F längs des Fixierstabes E in unterschiedlichen Höhen über dem Boden M arretiert wird. Dann kann man teils durch Verschieben der Stützstangen K parallel zum Boden M, quer zur Kfz-Längsachse, sowie teils durch Verändern der Höhe des Fernrohres F über dem Boden M durch Verändern der Position längs des möglichst gera­ den Fixierstabes E, schnell, und dann parallaxenfrei, die Kapsel G - oder zu­ mindest eine an ihr angebrachte Skala - durch das so ju­ stierte Fernrohr F beobachten und den Orientierungswinkel unmittelbar an der Kapsel ablesen. Zur Ablesung kann die Kapsel G selbst von vornherein eine entsprechende Skala aufweisen. Man kann aber auch zum Zwecke der Messung des Orientierungswinkels vorübergehend an der Kapsel G eine entsprechende Skala befestigen. Die Achse des so justierten Fernrohres F ist dann also so auf dem Gestell A, I, B, K, E justiert, daß sie senkrecht zu jener Ebene ist, die senk­ recht steht zum Boden und durch die Berührungspunkte geht, mit denen die Fläche H die beiden Räder N berührt.

Diese parallaxenfreie Justierung des Fernrohres F, parallel zur Kfz-Längsachse, am Fixierstab E ist leicht dadurch er­ reichbar, daß das Gestell A, I, B, K, E auf einem möglichst präzise waagrechten, in sich ebenen Boden so gegen eine möglichst präzise senkrechte, in sich ebene Wand - z. B. senkrechte Gebäudewand - geschoben wird, daß das Gestell diese Wand längs ihrer ganzen Querstange A, oder längs ihrer ganzen Stange mit der Fläche H, berührt. Der Winkel zwischen der Wand und dem Boden sollte in der Umgebung großflächig möglichst genau 90° betragen. Das ist am leichtesten erreicht, wenn eine Umgebung gesucht wird, wo die Wand wirklich senkrecht und der Boden wirklich waagrecht ist. Ob die Wand senkrecht ist, kann z. B. mittels eines Lotes oder mittels Libellen enthaltenden Schienen ge­ prüft werden, und ob der Boden wirklich waagrecht ist, kann ebenfalls leicht mittels Libellen enthaltenden Schienen ge­ prüft werden.

Man befestigt dann einen Spiegel so, daß er mit seiner spiegelnden Oberfläche parallel zu dieser senkrechten Wand liegt und durch das Fernrohr F betrachtet werden kann. Dann schwenkt man das Fernrohr F so lange, bis durch das Fern­ rohr F im Spiegel das Bild der Mitte der Vorderlinse des Fernrohres F genau in der Mitte des Gesichtsfeldes des Fernrohres F zu sehen ist, bzw. bei einem Fernrohr F mit Fadenkreuz (Zielfernrohr): bis durch dieses Zielfernrohr F im Spiegel genau das Bild der Mitte der Linse des Zielfern­ rohres genau im Schnittpunkt des Fadenkreuzes dieses Ziel­ fernrohres F liegt. Dann ist das Fernrohr F präzise senk­ recht zur Wand - genauer: zum Spiegel - justiert, und zwar weitgehend unabhängig davon, ob die Querstange A präzise parallel zur Querschiene B ist oder nicht. Wenn anschlie­ ßend das Gestell A, I, B, K, E mit der Fläche H die Vorder­ räder N des Kfz gemäß den Fig. 1 bis 3 berührt, dann ist das Fernrohr F stets genau parallel zur Kfz-Längsachse ju­ stiert, sobald die Fläche H die beiden Räder N berührt. Dann ist die Justierung des Fernrohres F stets parallel zur Kfz-Längsachse und der Optikwinkel beträgt danach 0° unab­ hängig davon, ob dann jeweils der ebene Boden M waagrecht oder etwas schief ist. Wenn nachträglich ein endlicher Optikwinkel, also <0° oder <0°, eingestellt werden soll, um das Kfz schräg beobachten zu können, ist es günstig, ein Fernrohr F mit einer Gradeinteilung zu benutzen, an der der jeweilige Optikwinkel später stets abgelesen werden kann.

Zur Messung des Orientierungswinkels beobachtet man also durch das - möglichst stark vergrößernde, z. B. 20fach ver­ größernde - Fernrohr F die Kapsel G, die im gezeigten Bei­ spiel hinter der Frontscheibe des Kfz befestigt ist, indem man von vorne her durch die Frontscheibe beobachtet. Wenn die Kapsel G aber an der Heckscheibe dieses Kfz befestigt ist, dann berührt man mit dem Gestell A, I, B, K, E die Hinterräder des Kfz von hinten her und beobachtet die Kap­ sel G mit dem Fernrohr F dann von hinten her. Wenn die Kap­ sel G aber weder von vorne her noch von hinten her direkt durch die Frontscheibe oder Heckscheibe zu sehen ist - also wenn die Kapsel G z. B. verdeckt durch den A-Holm oder C- Holm des Kfz an einer Seitenscheibe oder z. B. unter dem Dach befestigt ist, dann sollte man vorübergehend eine Ska­ la so an der Kapsel G befestigen, daß diese Skala - indi­ rekt damit die Orientierung der Kapsel - durch die Front­ scheibe oder Heckscheibe beobachtet werden kann. In allen Fällen verschiebt man für diese Messungen die Stützstangen K des erfindungsgemäßen Gestells, und verschiebt das Fern­ rohr F an dem senkrechten Fixierstab E jeweils so lange, bis die Kapsel G im Zentrum des Gesichtsfeldes - bzw. im Schnittpunkt des Fadenkreuzes - des Fernrohres F zu beob­ achten ist. Dann kann man die Orientierung der Hauptachse der Kapsel G beobachten. Wenn dann zusätzlich der Optikwin­ kel 0° beträgt, kann man dann sogar unmittelbar parallaxen­ frei den Orientierungswinkel ermitteln. Danach kann man einen entsprechenden Wert für diesen Orientierungswinkel in das Auswerteorgan der Magnetfeldsonde, also z. B. in dem PROM-Speicher eines entsprechenden Auswertecomputers, den gemessenen Wert eingeben, um später ständig eine automati­ sche Korrektur der Fahrtrichtungsanzeige, bzw. der dieser Fahrtrichtung entsprechenden Signale der Magnetfeldsonde, zu erhalten.

Möglicherweise kann man im Rahmen der Messung die Kapsel G nachträglich auch um eine mehr oder weniger senkrechte Kap­ selhauptachse so drehen, daß durch das Fernrohr F erkennbar wird, wann die Kapsel G parallel zur Kfz-Längsachse ausge­ richtet ist.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen also ein Spezialgerät, das mit wenig Aufwand an Material und Zeit eine präzise Messung des betreffenden Orientierungswinkels zwischen der Kfz-Längs­ achse und der Hauptachse der Kapsel G der Magnetfeldsonde zu beobachten gestattet, und zwar auch auf engstem Raume - z. B. selbst im Bereich einer kleinen Werkstatt. Die Messung des betreffenden Orientierungswinkels mittels einer langen Fahrt auf einer Geradeaus-Meßstrecke ist dann entbehrlich. Dabei gestattet die Erfindung, die Kapsel G an nahezu allen Orten im Kfz oder am Kfz anzubringen. Man kann nämlich die­ selbe parallaxenfreie Meßgenauigkeit erreichen, wenn man die Querstange A von hinten her an die beiden Kfz-Hinterrä­ der anlehnt und die Kapsel G über das Fernrohr F z. B. durch die Heckscheibe beobachtet. Wenn die Kapsel G aber von au­ ßen unsichtbar, z. B. dicht unter der Innenoberfläche des Kfz-Daches, angebracht wurde, dann kann man an der Kapsel G vorübergehend auch ein Blech o. dgl. befestigen, um dann dieses Blech oder eine daran befestigte Skala über das Fernrohr F durch die Front- oder Heckscheibe des Kfz zu be­ obachten.

Es muß wohl nicht besonders erläutert werden, daß es gün­ stig ist, einerseits den Fixierstab E an allen Stellen, längs denen das Fernrohr F arretiert werden kann, und ande­ rerseits die Befestigungsmechanik oder das Führungselement des Fernrohres F dort, wo das Fernrohr F am Fixierstab E arretierbar ist, so aufeinander angestimmt zu formen - z. B. so aufeinander abgestimmt kantig zu machen -, daß die Ach­ se des Fernrohrs F unabhängig von dessen jeweilig gewählter Höhe über dem Boden M nach dem Arretieren stets zuverlässig parallel zur Kfz-Längsachse und parallel zum Boden M ausge­ richtet ist.

Bisher wurde eine Variante der Erfindung beschrieben, bei der das Linsengebilde F ein die Kapsel G vergrößernd dar­ stellendes Fernrohr F ist, durch das hindurch die Orientie­ rung der Kapsel G zur Kfz-Längsachse zu beobachten ist. Dieses Verfahren ist besonders genau und leicht zu handha­ ben.

Die Erfindung bietet aber noch eine weitere, grundsätzlich verschiedene Variante, mit der ebenfalls unter wenig Auf­ wand rasch die Orientierung der Kapsel G und damit der Son­ de, bezogen auf die Kfz-Achse ermittelt werden kann. Das Linsengebilde F kann nämlich statt durch ein Fernrohr F auch durch eine die Kapsel G beleuchtende Lichtquelle F ge­ bildet werden, also z. B. durch eine - bevorzugt stark ge­ bündelte - Laserlichtquelle F oder einen andersartigen Lichtquelle F. Diese Lichtquelle F wird im Prinzip wie das Fernrohr F auf die Skala der Kapsel G gerichtet, justiert und arretiert am Fixierstab E in jeweils solcher Höhe, daß die Lichtquelle F zur Richtungsmarkierung einen ausreichend scharf begrenzten Schatten auf der Kapsel G oder auf einer Skala der Kapsel G erzeugt. Dann ist mittels der Grenze des Schattens der Orientierungswinkel meßbar. Die Lichtquelle E kann ähnlich wie das Fernrohr E wie oben beschrieben auf einem waagrechten Boden an einer senkrechten Wand mittels eines Spiegels so justiert werden, daß ihre Lichtkegelachse genau senkrecht zur Wand gerichtet ist, wodurch später die Lichtquelle F auch parallaxenfrei parallel zur Kfz- Längsachse ausgerichtet ist.

Die Laserlichtquelle F wird - auch dann, wenn sie, makro­ skopisch betrachtet, keine Linse aufweist - hier unter dem Begriff "Linsengebilde" subsumiert, solange eine solche linsenlose Laserlichtquelle, mikroskopisch betrachtet, in ihrer atomaren Struktur so aufgebaut ist, daß sie - wie durch Linsen gebündelt - einen scharf gebündelten Licht­ strahl abgibt.

Die Lichtquelle F hat gegenüber dem Fernrohr F den Vorteil, daß sie besonders billig ist bzw. für ihre Herstellung be­ sonders wenig Aufwand erfordert. Das Fernrohr F hat gegen­ über der Lichtquelle F aber z. B. den Vorteil, daß es zur Messung keinen Strom zur Erzeugung des Lichtkegels bedarf; diese Variante der Erfindung ist also stets sofort be­ triebsbereit, auch wenn monate- und jahrelang nicht mehr die Batterie für eine Lichtquelle F gewechselt wurde.

Um die Beschreibung der Erfindung zu erleichtern und mög­ lichst anschaulich zu machen, wird in der folgenden Be­ schreibung nur ein "Fernrohr" F, aber nicht eine "Lichtquel­ le" F oder ein "Linsengebilde" F angegeben. Der Fachmann wird aber keine Schwierigkeit haben, soweit technisch sinn­ voll sich statt "Fernrohr" F auch alternativ die "Licht­ quelle" F vorzustellen. In der folgenden Beschreibung soll aber an den betreffenden Beschreibungsstellen - wenn auch stillschweigend - die Variante der Erfindung mit einer Lichtquelle mitgemeint sein.

An sich kann man, um den Aufwand zu verringern - statt mit einer Querstange A beide Räder N einer Kfz-Radachse zu be­ rühren - auch eine Low-Cost-Version verwenden, bei der der Abstandshalter I mit der an seinem Ende A angebrachten - dann kleinen - Fläche H gemäß der Fig. 4 nur noch ein Rad N berührt. Dann besteht allerdings die Gefahr, daß ein - für manche Orientierungswinkelmessungen zu großer Meßfehler wegen einer zu großen Parallaxe auftritt, indem dann evtl. die Achse des Fernrohres F nicht mehr mit der zuvor be­ schriebenen Präzision parallel zur Kfz-Längsachse liegt, sondern für sich bereits einen Orientierungswinkel mit der Kfz-Längsachse bildet. Man kann aber mit dem relativ gerin­ gen Mehraufwand, wie oben beschrieben rasch eine besonders präzise Messung des Orientierungswinkels ermöglichen, wenn das Gestell zwei - statt nur eine - Anschlagstellen H auf­ weist, um mit diesem Gestell gleichzeitig beide Räder N - statt nur ein Rad N - einer Kfz-Radachse berühren zu kön­ nen.

Um mit wenig Aufwand rasch eine besonders präzise, nahezu parallaxenfreie Messung des Orientierungswinkels zu ermög­ lichen, kann das Gestell wie oben zum Teil schon beschrie­ ben einen mehr oder weniger vertikal angeordneten Fixier­ stab E sowie eine - oder mehrere, dann untereinander paral­ lele - Querschienen B enthalten, die mehr oder weniger par­ allel zu der Verbindungslinie zwischen den beiden Anschlag­ stellen H angeordnet sind und auf denen der Fixierstab E senkrecht zur Kfz-Längsachse verschiebbar ist. Dann kann von Fahrzeug zu Fahrzeug der Befestigungsort, an dem die Magnetfeldsonde G am oder im Kfz befestigt ist, unter­ schiedlich sein, so daß also nicht mehr zuvor ein fahr­ zeugtypisch bestimmter Befestigungsort für die Magnetfeld­ sonde G festgelegt sein muß.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist an der Kapsel G, zumindest vorübergehend während der Messung, wie oben be­ reits beschrieben eine mit entsprechenden Markierungen - z. B. mit Winkelangaben - ausgestattete Skala S mit im Ab­ stand davor fixiertem punkt- oder linienförmigen Zielkörper L angebracht - z. B. angeklemmt oder darüber geschoben, vgl. die Fig. 5 und 6. Bei dieser Weiterbildung kann mit we­ nig Aufwand rasch eine besonders präzise Messung des Orien­ tierungswinkels durch eine einfache Ablesung desselben un­ mittelbar an der betreffenden Skala erreicht werden, selbst wenn der Kapsel G äußerlich nur schwer mit dem Fernrohr F die Richtung der Hauptachse der Magnetfeldsonde anzusehen ist. Dann kann nämlich beim Blick durch das Fernrohr F auf den Zielkörper L an der hinter dem Zielkörper L liegenden Skala S der Orientierungswinkel w - oder damit korrespon­ dierende Werte - zwischen der Kapselhauptachse und der Kfz- Längsachse abgelesen werden.

An sich kann die räumliche Form der Skala S weitgehend be­ liebig sein, ebenso die räumliche Zuordnung des z. B. durch eine Spitze oder einen Faden oder einen Kreis gebildeten Zielkörpers L. Günstig erwies sich aber, um mit wenig Auf­ wand eine in einem linearen Maßstab markierte Skala - z. B. eine Skala S gemäß der Fig. 5 - verwenden zu können, die Skala S kreisbogenförmig um den im Mittelpunkt des Kreisbo­ gens angebrachten Zielkörper L anzuordnen. Mit besonders wenig Aufwand kann rasch eine besonders präzise Messung des Orientierungswinkels durch eine einfache Ablesung desselben - vgl. w in der Fig. 6 - unmittelbar an der betreffenden, linear geeichte Skala S erreicht werden, wenn das Fernrohr F parallel zur Kfz-Längsachse justiert ist und wenn der Zielkörper L ein dünner Faden L ist, der parallel zu den strichförmigen Markierungen orientiert ist. Dann richtet man nämlich das Fernrohr F präzise auf den Faden L aus und liest der hinter dem Faden L auf der Skala S angegebenen Wert ab, der dem gesuchten Orientierungswinkel w entspricht und der sogar identisch mit dem gesuchten Orientierungswin­ kel w ist. Falls dann aber das Fernrohr F nicht parallel zur Kfz-Längsachse justiert ist, sondern einen endlichen Optikwinkel aufweist, ist der auf der Skala abgelesene Wert noch um den Optikwinkel zu korrigieren, um den Orientie­ rungswinkel zu erhalten.

Die Skala S kann dann gemäß der Fig. 5 sogleich in den entsprechenden Winkelgraden geeicht werden, um die Messung mit dem Fernrohr F weiter zu erleichtern.

Um leicht eine besonders präzise Ausrichtung des Fernrohres F parallel zur Kfz-Längsachse und damit eine besonders prä­ zise Messung des Orientierungswinkels w zu ermöglichen, ist es günstig, ein Zielfernrohr F mit Fadenkreuz als Fernrohr F zu benutzen. Man kann dann sogar eine besonders präzise, parallaxenarme Messung des Orientierungswinkels erreichen, wenn beim Beobachten durch das Zielfernrohr F ein Faden seines eigenen Fadenkreuzes mit dem den Zielkörper bilden­ den Faden L in Deckung gebracht wird.

Eine ganz besonders präzise, besonders parallaxenarme Mes­ sung des Orientierungswinkels, vgl. w, kann man erreichen, wenn das Zielfernrohr F zusätzlich ein oder mehrere eigene, besonders genaue Libellen aufweist. Dies ist z. B. bei den sog. Nivellierinstrumenten der Vermessungstechniker der Fall. Dann kann man mit diesen Libellen vor der Justierung des Zielfernrohres an einer senkrechten Wand leicht prüfen, ob auch der Boden streng horizontal ist - notfalls kann man durch Unterlegen von Scheiben die Auflagestellen bzw. Quer­ schiene A und B so anheben, daß ein absolut waagrechter Bo­ den simuliert ist. Dann ist man nach der Prüfung, ob die Wand wirklich senkrecht ist, genügend sicher, daß der Win­ kel zwischen dem - evtl. in dieser Weise fingierten - Boden und der Wand genau 90° beträgt und eine Justierung des Fernrohres wirklich senkrecht zur Wand erfolgte. Geeignet dafür erwies sich z. B. als Zielfernrohr F mit Fadenkreuz und Libelle das für geodätische Zwecke bestimmte Nivellier­ instrument C40 der japanischen Firma Sokkisha in Tokyo, das auch ohne erheblichem Aufwand an dem beschriebenen Fixier­ stab E befestigt werden kann.

Claims (10)

1. Optisches Gerät zur Messung eines Winkels (w) zwischen einerseits einer Achse eines an oder in einem Kfz befe­ stigten Gegenstandes (G) und andererseits der Kfz- Längsachse, wobei das Gerät enthält:

• - ein Gestell (A, I, B, K, E) mit einer Anschlagstel­ le (H), mit der es an ein den Boden (M) - z. B. den Werkstattboden (M) - berührendes Rad (N) einer Rad­ achse - z. B. Vorderachse - des Kfz anlehnbar ist, und mit mindestens drei Auflagestellen (A, B), mit denen es auf dem Boden (M) aufliegen kann, sowie
• - ein an einem Fixierstab (E) des Gestells (A, I, B, K, E) in unterschiedlichen Positionen arretierbares Linsengebilde (F), dessen Achse auf den Gegenstand (G), und zwar in einem Optikwinkel - z. B. von 0°, also dann parallel - zur Kfz-Längsachse, ausricht­ bar ist, während das Gestell (A, I, B, K, E) mit seiner Anschlagstelle (H) das betreffende Rad (N) berührt,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Gerät zur Messung des Orientierungswinkels (w) zwischen einerseits einer Achse einer Kapsel (G), in der eine Magnetfeldsonde angebracht ist, und anderer­ seits der Kfz-Längsachse dient,
• - daß einerseits ein den Fixierstab (E) berührendes, mit dem Linsengebilde (F) bewegliches Element und anderer­ seits sein Fixierstab (E) selber dort, wo das Linsenge­ bilde (F) jeweils arretierbar ist, so aufeinander abge­ stimmt geformt sind, daß nach dem Arretieren und nach dem Justieren des Linsengebildes (F) die Achse des Lin­ sengebildes (F) im Optikwinkel zur Kfz-Längsachse und parallel zum Boden (M) ausgerichtet bleibt,
• - daß an der Kapsel (G), zumindest vorübergehend während der Messung, eine mit Markierungen ausgestattete Skala (S) mit im Abstand davor fixiertem punkt- oder linienförmigen Zielkörper (L) angebracht ist, so daß mittels des Linsengebildes (F) und einer hinter dem Zielkörper (L) liegenden Skala (S) der Orientierungswinkel (w) ermittelbar ist, und
• - daß die Skala (S) kreisbogenförmig um den im Mittelpunkt des Kreisbogens angebrachten Zielkörper (L) angeordnet ist.

2. Gerät nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsengebilde (F) ein die Kapsel (G) vergrö­ ßernd darstellendes Fernrohr (F) ist, durch das hin­ durch die Orientierung der Kapsel (G) zur Kfz-Längsach­ se zu beobachten ist.

3. Gerät nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsengebilde (F) eine die Kapsel (G) beleuch­ tende Lichtquelle (F) ist, die zur Richtungsmarkierung einen ausreichend scharf begrenzten Schatten auf der Kapsel (G) oder auf einer Skala der Kapsel (G) erzeugt, so daß mittels der Grenze des Schattens der Orientie­ rungswinkel meßbar ist.

4. Gerät nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sein Gestell (A, I, B, K, E) zwei Anschlagstellen (H) enthält, mit denen es gleichzeitig an ein linkes und ein rechtes Rad (N) der betreffenden Radachse des Kfz anlehnbar ist.

5. Gerät nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gestell (A, I, B, K, E) einen mehr oder weniger vertikalen Fixierstab (E) enthält, an dem das Linsenge­ bilde (F) arretierbar ist, und
daß das Gestell (A, I, B, K, E) eine - oder mehrere, dann untereinander parallele - Querschienen (B) ent­ hält, die parallel zu der Verbindungslinie zwischen den beiden Anschlagstellen (H) angeordnet sind und auf denen der Fixierstab (E) senkrecht zur Kfz-Längsachse verschiebbar ist.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zielkörper (L) ein dünner Faden (L) ist, der parallel zu den strichförmigen Markierungen ist.

7. Gerät nach Patentanspruch 2 oder nach einem vom Patentanspruch 2 abhängigen Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Fernrohr (F) ein Zielfernrohr (F) mit Faden­ kreuz ist.

8. Gerät nach den Patentansprüchen 4 oder 5 und nach den Patentansprüchen 2, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Beobachten ein Faden des Fadenkreuzes mit dem den Zielkörper bildenden Faden (L) in Deckung gebracht ist.

9. Gerät nach Patentanspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zielfernrohr (F) ein oder mehrere Libellen auf­ weist, mit denen das Zielfernrohr (F) vor der Messung auf einem horizontalen Boden (M) präzise in horizonta­ ler Richtung justiert werden kann.